X射线荧光录井仪

X射线荧光录井仪 分析原理XRF录井技术是建立在两项成熟理论基础上的一项新技术，其理论基础一个是X射线荧光分析理论，另一个是岩石地球化学理论。

 1X射线荧光分析原理：XRF分析是由X射线管发出的一次X射线，当施加给X射线管的电压达到某一高度值，X射线管发射的一次X射线的能量足以激发样品所含元素原子的内层电子，被逐出的电子为光电子，同时轨道上形成空穴，原子处于不稳定状态。此时，外层高能级的电子自发向内层跃迁填补空位，使原子恢复到稳定的低能态，同时辐射出具有该元素特征的二次X射线，也就是特征荧光X射线。XRF录井根据荧光X射线的波长（能量）和强度对被测样品中元素进行定性和定量分析, 它以计数率即荧光强度为纵坐标，以脉冲幅度即通道号，或X光子能量为横坐标，得到能量色散型仪器的荧光光谱图（图1）。1.2岩石地球化学理论：地球化学原理包括元素在地球中赋存特征和迁移规律等诸多方面，地壳元素丰度研究说明，虽然地壳元素有90多种，但元素的相对平均含量极不均匀，若按克拉克值递减的顺序排列各种元素，则前两种分布广的元素（O（47%），Si）的质量占地壳总质量的76.5%，前10种元素（O,Si，Al，Fe，Ca，Na，K，Mg，Ti，Mn）的质量占99.58%，其余元素的质量不超过地壳总质量的0.5%。从组成三大岩性的主要矿物类型，进而统计其主要元素种类列表可以看出，Si、Fe、Ca、K、Al、Mg是组成三大岩性常规矿物的主要元素如下表（表1）。表1  组成三大岩性的X射线荧光录井仪主要矿物及所含元素列表 
矿物类别 分子式 主要元素 火成岩 沉积岩 变质岩 
石英 SiO2 Si、O ● ● ● 
长石 (K,Na,Ca)AlSi3O8 K、Na、Ca、Al、Si、O ● ● ● 
云母 K(Mg,Fe,Al)3[AlSi3O8][OH]2 K、Mg、Fe、Al、Si、O、H ● ○ ● 
角闪石 (Ca,Na)2-3(Mg,Fe,Al)5[(Si,Al)Si3O11]2[OH]2 Ca、Na、Mg、Fe、Al、Si、O、H ● 
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辉石 Ca(Mg,Fe,Al)[(Si,Al)2O6] Ca、Mg、Fe、Al、Si、O ● 
 
 
橄榄石 (Mg,Fe)2[SiO4] Mg、Fe、Si、O ● 
 
 
高岭石 Al4[Si4O10][OH]8 Al、Si、O、H 
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蒙脱石 (Na,Ca)(H2O)4｛(Al2-x,Mgx)2［(Si,Al)4O10］(OH)2｝ Na、Ca、Al、Mg、Si、O、H 
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伊利石 K0.75(Al1.75,Mg,Fe)[Si3.l0.5O10](OH)2 K、Al、Mg、Fe、Si、O、H 
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海绿石 (K,Na,Ca)1.2-2(Fe,Al,Mg)4[Si7-7.6Al0.4-1O20][OH]4 K、Na、Ca、Fe、Al、Mg、Si、O、H 
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绿泥石 (Mg,Fe,Al)3[(Al,Si)4O10][OH]2(Mg,Fe,Al)2[OH]6 Mg、Fe、Al、Si、O、H 
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方解石 CaCO3 Ca、C、O 
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白云石 CaMg[CO3]2 Ca、Mg、C、O 
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从上表可以看出不同沉积类型所关注的元素种类不同，在砂泥岩剖面中，主要关注Si、Al、Ca等元素，Si元素反映了砂岩储层的岩石类型，Al元素反映了泥质含量，Ca元素反映了砂岩储层的碳酸盐胶结程度。只有3种元素都准确可靠，才能在储层评价中发挥作用。在碳酸盐岩剖面中，主要关注Ca、Mg、Si等元素，Ca元素反映了灰质含量和灰岩纯度，Mg元素反映了白云质含量和白云岩纯度，Si元素反映了陆源碎屑物含量。只有3种元素都准确可靠，才能在岩性识别和储层评价中发挥作用。在火成岩剖面中，主要关注Si、Fe、Ti、Na、K、Ca、Mg等元素，这些元素在火成岩的识别、岩石化学计算和岩石类型图版分析中都起着关重要的作用。2、应用领域目前已经研究证实应用有效的领域包括岩性识别、沉积相分析、物性评价等2.1岩性识别：在砂泥岩剖面中利用Si、Al比值的大小和变化特征来识别砂岩和泥岩，碳酸盐岩剖面中利用Si、Al、Ca、Mg等元素的含量来识别白云岩、石灰岩、砂岩和泥岩，在火成岩剖面利用Ba、Al、Fe的含量来识别火成岩和砂泥岩。2.2沉积相分析：Mn/Ti和Mn/Al比值是沉积速率的良好指示剂，Al和Ti是陆源的代表性元素，而Mn则是典型的大洋型沉积元素，在沉积作用过程中，沉积物与介质之间存在着复杂的地球化学平衡，不同元素在不同环境中的含量和比值就会存在差异。下面是常用的几种环境判别的元素比值地球化学标志。地球化学家把(K2O+Na20+CaO)／Al203作为指示化学风化作用强度的一个地球化学指标，比值越小，风化作